基于協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)囊苿?dòng)切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用戶的移動(dòng)切換方法，可用于宏小 區(qū)與微小區(qū)共存的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)下行鏈路。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足用戶日益增長的數(shù)據(jù)傳輸需求并且增加網(wǎng)絡(luò)的總?cè)萘?，尤其是改善?點(diǎn)、盲點(diǎn)區(qū)域用戶的通信質(zhì)量，運(yùn)營商在傳統(tǒng)的宏基站下部署了大量的低功率節(jié)點(diǎn)，如微小 區(qū)、微微小區(qū)、家庭小區(qū)、中繼節(jié)點(diǎn)等，這些低功率節(jié)點(diǎn)統(tǒng)稱為微小區(qū)，這就形成了宏基站與 微小區(qū)共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。用戶的移動(dòng)切換是指用戶在移動(dòng)過程中，會從服務(wù)小區(qū)的覆蓋范 圍移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)的覆蓋范圍，此時(shí)服務(wù)小區(qū)通信質(zhì)量下降，為了保證正常的通信，必 須將用戶從服務(wù)小區(qū)切換到當(dāng)前能滿足用戶需求的其他小區(qū)內(nèi)。聯(lián)合協(xié)作多點(diǎn)傳輸技術(shù) CoMP-JP允許多個(gè)小區(qū)同時(shí)向單個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，擴(kuò)大了小區(qū)覆蓋范圍，同時(shí)將來自同頻基 站的干擾信號轉(zhuǎn)換為有用信號，提高了邊緣用戶的數(shù)據(jù)速率，從而改善了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。
[0003] 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的引入在帶來益處的同時(shí)也給用戶的移動(dòng)性管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。由 于微小區(qū)的不規(guī)則部署，網(wǎng)絡(luò)中會出現(xiàn)同一個(gè)區(qū)域多個(gè)微小區(qū)成簇現(xiàn)象，所以當(dāng)移動(dòng)用戶 經(jīng)過密集微小區(qū)部署的區(qū)域時(shí)，很可能剛切換到一個(gè)小區(qū)后，然后又迅速的切換到其他小 區(qū)中，導(dǎo)致速率不穩(wěn)定，切換失敗的問題，嚴(yán)重影響用戶的通信質(zhì)量。因此在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，如 何設(shè)計(jì)移動(dòng)切換方法來減少用戶的切換次數(shù)，保證用戶的通信質(zhì)量成為了一個(gè)重要的研宄 問題。
[0004] 目前，大多數(shù)關(guān)于移動(dòng)切換機(jī)制的研宄只關(guān)注單個(gè)基站的切換。如，3GPPTS 36.331規(guī)范中定義了七種切換準(zhǔn)則，分別為六1、4233、4435、81和82。其中^3準(zhǔn)則是 基于參考信號接收功率RSRP的切換準(zhǔn)則，當(dāng)滿足條件：用戶接收到來自目標(biāo)小區(qū)的參考信 號接收功率比服務(wù)小區(qū)的參考信號接收功率大于一個(gè)門限值一切換偏置H0M時(shí)，用戶觸發(fā) 切換，如果在觸發(fā)時(shí)間TTT內(nèi)該條件一直滿足，就將用戶切換到目標(biāo)小區(qū)。此種方法引入了 切換偏置，可以避免不必要的切換，但是增加了切換時(shí)延容易出現(xiàn)掉話。而且在微小區(qū)密 集分布的區(qū)域，這種方法會導(dǎo)致移動(dòng)用戶頻繁切換。Cheng-ChungLin等在Asia-Pacific ConferenceonCommunications, 2012〈〈Ontheperformanceofcapacityintegrated CoMPhandoveralgorithminLTE-Advanced》一文中提出了一種基于多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)的 切換算法。該文采用多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)，由多個(gè)微小區(qū)協(xié)作為用戶傳輸信息。該切換算法 雖說提高了系統(tǒng)的容量，但卻不能保證切換次數(shù)降到最低，而在微小區(qū)密集部署的區(qū)域，用 戶的頻繁切換將嚴(yán)重影響到用戶的通信質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于多點(diǎn)傳輸技術(shù)的移動(dòng)切換 方法，以在保證用戶最低速率的前提下，減少用戶的切換次數(shù)，提高通信質(zhì)量。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：在考慮用戶最低速率需求的條件下，以最小化移動(dòng)用戶的 切換次數(shù)為目標(biāo)，建立數(shù)學(xué)模型；根據(jù)該數(shù)學(xué)模型，采用貪婪算法求解，將用戶接入到服務(wù) 路徑最大的虛擬小區(qū)中進(jìn)行信息的傳輸，以解決用戶在移動(dòng)過程中的頻繁切換。其具體步 驟包括如下：
[0007](1)系統(tǒng)初始化：假設(shè)系統(tǒng)中小區(qū)集合為A= {1，2,...，1，...，M}，其中1是小區(qū) 集合A中的任意一個(gè)小區(qū)，當(dāng)1 =M時(shí)，表示宏小區(qū)，當(dāng)1辛M時(shí)，表示微小區(qū)，小區(qū)1的基 站每隔檢測時(shí)間T發(fā)送參考信號，小區(qū)1可分配的協(xié)作多點(diǎn)傳輸子信道集合為C/。，小區(qū)1 可分配的非協(xié)作多點(diǎn)傳輸子信道集合為ct;
[0008] (2)初始化移動(dòng)用戶n首次檢測到宏小區(qū)M基站參考信號的時(shí)間t= 0,并將移動(dòng) 用戶n在t時(shí)刻可檢測到參考信號的小區(qū)集合D(t)中參考信號接收功率最大的小區(qū)初始 化為服務(wù)小區(qū)<;
[0009] (3)移動(dòng)用戶n將自己與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)<基站間的信道狀態(tài)信息上報(bào)給服務(wù)小區(qū) 氺
[0010] ⑷移動(dòng)用戶n以速率V移動(dòng)，在t' =t+T時(shí)刻移動(dòng)用戶n將可檢測到參考信號 的小區(qū)集合記為D(t'），當(dāng)可檢測的小區(qū)集合Q(t'）為空集，則結(jié)束移動(dòng)切換，反之，執(zhí)行 步驟（5);
[0011] (5)在t'時(shí)刻，根據(jù)服務(wù)小區(qū)< 的類型確定控制小區(qū)：如果服務(wù)小區(qū)為單個(gè)小 區(qū)，則控制小區(qū)為服務(wù)小區(qū)a；：;如果服務(wù)小區(qū)< 為多個(gè)小區(qū)組成的協(xié)作簇，則控制小區(qū)為 服務(wù)小區(qū)<的主小區(qū)；
[0012] (6)控制小區(qū)判斷移動(dòng)用戶n是否需要進(jìn)行小區(qū)切換：如果滿足信干噪比條 件：^<(05^/^,,+△，則執(zhí)行步驟（ 7)，否則，移動(dòng)用戶繼續(xù)接入到服務(wù)小區(qū)<，用t 表示當(dāng)前時(shí)刻t'，即t=t'，并返回步驟（4)，其中，S/yv/(:_(〇為移動(dòng)用戶n接收到服務(wù)小 區(qū)基站的信干噪比，SINRth表示用戶正常通信的信干噪比門限值，其取值為1.27,A表 示切換偏置，其取值為1〇1/2;
[0013] (7)移動(dòng)用戶n將可檢測小區(qū)集合D(t'）中參考信號接收功率最大的小區(qū)定義為 主小區(qū)k(t'），并將全局信道狀態(tài)信息矩陣Hn(t'）上報(bào)給主小區(qū)k(t'），即：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)囊苿?dòng)切換方法，包括如下步驟： (1) 系統(tǒng)初始化：假設(shè)系統(tǒng)中小區(qū)集合為Λ = {1，2，...，1，...^}，其中1是小區(qū)集合 Λ中的任意一個(gè)小區(qū)，當(dāng)I = M時(shí)，表示宏小區(qū)，當(dāng)1辛M時(shí)，表示微小區(qū)，小區(qū)1的基站每 隔檢測時(shí)間T發(fā)送參考信號，小區(qū)1可分配的協(xié)作多點(diǎn)傳輸子信道集合為，小區(qū)1可分 配的非協(xié)作多點(diǎn)傳輸子信道集合為?("; (2) 初始化移動(dòng)用戶η首次檢測到宏小區(qū)M基站參考信號的時(shí)間t = 0,并將移動(dòng)用戶 η在t時(shí)刻可檢測到參考信號的小區(qū)集合Ω (t)中參考信號接收功率最大的小區(qū)初始化為 服務(wù)小區(qū) (3) 移動(dòng)用戶η將自己與當(dāng)前服務(wù)小區(qū)<基站間的信道狀態(tài)信息上報(bào)給服務(wù)小區(qū)： (4) 移動(dòng)用戶η以速率V移動(dòng)，在t' = t+T時(shí)刻移動(dòng)用戶η將可檢測到參考信號的小 區(qū)集合記為Ω (t'），當(dāng)可檢測的小區(qū)集合Ω (t'）為空集，則結(jié)束移動(dòng)切換，反之，執(zhí)行步驟 (5)； (5) 在t'時(shí)刻，根據(jù)服務(wù)小區(qū)<的類型確定控制小區(qū)：如果服務(wù)小區(qū) < 為單個(gè)小區(qū)，則 控制小區(qū)為服務(wù)小區(qū)如果服務(wù)小區(qū)<為多個(gè)小區(qū)組成的協(xié)作簇，則控制小區(qū)為服務(wù)小 區(qū)<的主小區(qū)； (6) 控制小區(qū)判斷移動(dòng)用戶η是否需要進(jìn)行小區(qū)切換：如果滿足信干噪比條 件：S SfiVR,,,+△，則執(zhí)行步驟（7)，否則，移動(dòng)用戶繼續(xù)接入到服務(wù)小區(qū) <，用t 表示當(dāng)前時(shí)刻t'，即t = t'，并返回步驟（4)，其中，W/?,; (〇為移動(dòng)用戶n接收到服務(wù)小 區(qū)<基站的信干噪比，SINRth表示用戶正常通信的信干噪比門限值